DE628037C

DE628037C - Double-acting twin vacuum pump with two parallel cylinders and control by two flat slide valves arranged on the cylinder front sides, common for both cylinders and rotating at the same speed

Info

Publication number: DE628037C
Application number: DEU11813D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-06-30
Filing date: 1932-06-30
Publication date: 1936-03-28

Description

Doppelt wirkende Zwillingsvakuumpumpe mit zwei parallel nebeneinanderliegenden Zylindern und Steuerung durch zwei an den Zylinderstirnseiten angeordnete, für beide Zylinder gemeinsame, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufende Flachschieber Doppelt wirkende Zwillingsvakuumpumpen mit zwei parallel nebeneinanderliegenden Zylindern werden in der Regel durch seitlich an den Zylindern angeordnete hin und hergehende Flachschieber gesteuert, deren Bewegungsrichtung parallel zu der der Kolben verläuft, Diese hin und her gehenden Flachschieber werden meist mit einem Druckausgleichkanal ausgestattet, durch den die Erreichung eines höheren Vakuums möglich ist. Solche Maschinen haben jedoch den Nachteil, daß ihr schädlicher Raum infolge der relativ langen Verbindungskanäle zwischen Schieberspiegel und Zylinder groß ist, was die Höhe des erreichbaren Vakuums nachteilig beeinflußt.Double-acting twin vacuum pump with two parallel side by side Cylinders and control by two arranged on the cylinder front sides, for both Cylinders common flat slide valves rotating at a constant speed Double-acting twin vacuum pumps with two parallel side by side Cylinders are usually back and forth arranged on the side of the cylinder Moving flat slide controlled, the direction of movement of which is parallel to that of the Piston runs, These reciprocating slide valves are usually with a Equipped with a pressure equalization channel through which a higher vacuum can be achieved is possible. However, such machines have the disadvantage that their harmful space due to the relatively long connecting channels between the slide mirror and the cylinder is large, which adversely affects the level of the achievable vacuum.

Es wurde deshalb für einfach wirkende Zwillingskolbenpumpen vorgeschlagen, die hin und her ,gehenden Flachschieber statt an den Zylinderseiten an den Zylinderstirnflächen anzuordnen, wobei auf jedem Zylinderdeckel ein Schieber vorgesehen ist, ,so daß die Bewegungsrichtung der Schieber rechtwinklig zu der der Kolben liegt. Dadurch wurde -es möglich, die vollständig im Zylinderdeckel liegenden Verbindungskanäle zwischen den Gleitflächen der Schieber und den Zylindern parallel zur Kolbenstangenachse anzuordnen und auf den Kolbenstirnflächen Paßstücke vorzusehen, welche in den Totlagen der Kolben diese Verbindungskanäle ausfüllen. Außerdem wurde zur Verringerung des schädlichen Raumes der Querschnitt dieser Verbindungskanäle so klein wie irgend möglich gehalten, was jedoch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Kanäle zur Folge hatte.It was therefore proposed for single-acting twin piston pumps that the to and fro, going flat slide valve instead of on the cylinder sides on the cylinder end faces to be arranged, a slide being provided on each cylinder cover, so that the direction of movement of the slide is perpendicular to that of the piston. Through this it became possible to have the connecting channels located completely in the cylinder cover between the sliding surfaces of the slide and the cylinders parallel to the piston rod axis to be arranged and fitted pieces to be provided on the piston faces, which are in the dead positions the piston fill these connecting channels. In addition, to reduce the harmful space, the cross-section of these connecting channels as small as any kept possible, which, however, increases the flow rate within which resulted in canals.

Diese Schieberanordnung konnte sich je- doch nicht durchsetzen, @da der dort vorgeschlagene Antrieb der 'hin und her gehenden, rechtwinklig zur Kolbenrichtung bewegten Schieber Schwierigkeiten bereitete und ein umfangreiches Gestänge nötig macht. Außerdem kann diese Schieberanordnung nur bei einfach wirkenden Zylindern angewendet werden, da bei den der Kurbelwelle zugewandten Zylinderdeckeln infolge der durch diese hindurchtretenden Kolbenstangen und 'der zugehörigen Stopfbüchsen das Anbringen von hin und her gehenden Schiebern nicht möglich ist. Da dort auf dem Deckel jedes Zylinders ein besonderer Schieber angeordnet ist, (die beide nur durch Gestänge miteinander verbunden sind, kann ein Druckausgleich vom einen Zylinder zum andern nicht durchgeführt werden.However, this slide arrangement could not prevail, since the drive proposed there for the slide moving back and forth at right angles to the direction of the piston caused difficulties and required extensive rods. In addition, this slide arrangement can only be used with single-acting cylinders, since reciprocating slides cannot be attached to the cylinder covers facing the crankshaft due to the piston rods passing through them and the associated stuffing boxes. Since a special slide is arranged there on the cover of each cylinder (both of which are only connected to one another by rods, pressure equalization from one cylinder to the other cannot be carried out.

Ein anderer Vorschlag geht dahin, bei Zwillingskolbenpumpen an den Zylinderstirnseiten umlaufende Flachschieber anzuordnen, derart, daß die beiden nebeneinanderliegenden Zylinder durch je einen solchen Schieber auf jeder Stirnseite miteinander verbunden werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß für zwei doppelt wirkende Zylinder nur zwei Schieber erforderlich sind, die auf einer gemeinsamen Welle befestigt werden können, welche in einfachster Weise über ein Kegelräderpaar von der Kurbelwelle aus in gleichförmige Drehung versetzt wird.Another suggestion is to use the twin piston pumps To arrange cylinder end faces circumferential flat slide, such that the two adjacent cylinder by such a slide on each end face be connected to each other. This arrangement has the advantage that for two double acting cylinders only two slides are required on one common shaft can be attached, which in the simplest way via a Bevel gears pair is set from the crankshaft in uniform rotation.

Diese bekannte Anordnung war aber so getroffen,- daß die Verbindungskanäle in den Zylinderdeckeln nicht geradlinig parallel zur Kolbenachse geführt und daher auch nicht durch Paßstücke auf den Kolbenstirnseiten in den Totlagen der Kolben ausgefüllt werden konnten. Außerdem besitzen diese umlaufenden Flachschieber. keinen Druckausgleich. Durch diese beiden Mängel war aber die Erreichung eines hohen Vakuums ausgeschlossen.This known arrangement was made so - that the connecting channels in the cylinder covers not in a straight line parallel to the piston axis and therefore also not by fitting pieces on the piston front sides in the dead centers of the pistons could be filled out. In addition, these have circumferential flat slides. none Pressure equalization. Due to these two shortcomings, however, a high vacuum was achieved locked out.

Schließlich sind Drehschieber bekannt, die mit ihren zylindrischen Gleitflächen eine pendelnde Kreisbewegung in rohrförmigen Schiebergehäusen ausführen. Hierbei handelt es sich also nicht um mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufende Schieber, sondern wie bei den hin und her gehenden Flachschiebern um Pendelschieber, denen die nachteilige Eigenschaft gemeinsam ist, daß bei Hinzunahme eines Druckausgleichkanalsder Schieberhub um die doppelte Breite dieses Kanals vergrößert werden muß, womit bei gleicher Hubzahl eineErhöhung der Schiebergeschwindigkeitund damiteineHerabsetzung,dergrößtmöglichen Maschinendrehzahl verbunden ist. Außerdem werden solche Schieber durch die Abnutzung der zylindrischen Gleitflächen undicht: Um die Nachteile der erwähnten Schieberanordnungen und Bauweisen wird gemäß der Erfindung der bekannte, an den. Zylinderstirnseiten angeordnete, mit gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufende Flachschieber mit einem Druckausgleichkanal ausgerüstet. Außerdem werden die beiden nebeneinanderliegenden Zylinder so nahe aneinandergerückt, daß der Durchmesser des Kreises, auf dem die Innenkanten der Schieberkanalöffnungen liegen, größer ist als der geringste Abstand der beiden Zylinderlaufflächen, und in an sich bekannter Weise auf den Kolbenstirnflächen Paßstücke zum Ausfüllen der Verbindungskanäle in den Zylinderdeckeln während der Kolbentotlagen vorgesehen.Finally, rotary valves are known with their cylindrical Sliding surfaces perform a pendulous circular movement in tubular valve housings. So these are not revolving at a constant speed Slide, but as with the back and forth going flat slide around pendulum slide, which have the disadvantageous property in common that with the addition of a pressure equalization channel the Slide stroke must be increased by twice the width of this channel, with which at the same number of strokes an increase in the slide speed and thus a decrease in the greatest possible Machine speed is connected. In addition, such slides are deteriorated by wear and tear of the cylindrical sliding surfaces leaking: To the disadvantages of the mentioned slide arrangements and construction methods is according to the invention the known, to the. Cylinder end faces arranged, with uniform speed rotating flat slide with a Equipped with pressure equalization channel. Also, the two adjacent Cylinders so close together that the diameter of the circle on which the Inner edges of the slide channel openings are greater than the smallest distance of the two cylinder running surfaces, and in a manner known per se on the piston end faces Fitting pieces to fill the connecting channels in the cylinder covers during the Piston dead ends provided.

Dadurch wird es möglich, Aden schädlichen Raum auf ein Mindestmaß herabzudrücken und gleichzeitig seine Größe von dem Querschnitt der zwischen Zylinder und- Schieberspiegel liegenden Verbindungskanäle unabhängig zu machen, so daß also diese Verbindungskanäle reichlich groß ausgeführt werden können, wodurch auch bei nachträglicher Erhöhung der Kolbengeschwindigkeit die Strömungsgeschwindigkeit in diesen weiten Kanälen in durchaus zulässigen Grenzen gehalten werden kann. Die Erfüllung ,dieser beiden Bedingungen ist bisher nicht gelungen, und nur sie ermöglichen die Erreichung eines maximalen Vakuums. Durch das nahe Aneinanderrücken der Zylinder und den Fortfall 'der seitlich_angeordneten Schieber ist außerdem eine besonders gedrängte und billige Bauweise der ganzen Maschine möglich.This makes it possible to aden harmful space to a minimum depress while keeping its size from the cross-section of the between cylinder and- to make sliding mirror lying connection channels independent, so that so these connecting channels can be made large enough, which also applies to subsequent increase in piston speed, the flow speed in these broad channels can be kept within permissible limits. The fulfillment , these two conditions have so far not been successful, and only they make that possible Achieving a maximum vacuum. Due to the close proximity of the cylinders and the elimination of the laterally arranged slides is also a special one compact and cheap construction of the whole machine possible.

Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. i einen Längsschnitt durch die beiden parallel nebeneinanderliegenden Zylinder einer solchen Zwillingsvakuumpumpe, Abb. 2 einen zu dem Schnitt nach Abb. i rechtwinklig geführten Längsschnitt, Abb. 3 einen Längsschnitt gemäß Abb. i bei Druckausgleichstellung der umlaufenden Flachschieber, Abb. 4 einen Längsschnitt in der Ebene -,r--i7 nach Abb. 5 durch den oberen Zylinderdeckel und den oberen Flachschieber in Ein- bzw. Ausströmstellung, Abb. 5 einen Querschnitt in der Ebene y-y nach Abb.4 durch den oberen Flachschieber in der gleichen Stellung, Abb. 6 eine Ansicht :des oberen Flachschiebers in Druckausgleichstellung von unten auf die Schiebergleitfläche.In the drawings is an embodiment of the subject of the invention illustrates, namely shows: Fig. i a longitudinal section through the two parallel adjacent cylinder of such a twin vacuum pump, Fig. 2 a longitudinal section at right angles to the section according to Fig. i, Fig. 3 is a longitudinal section according to Fig. i with pressure equalization of the rotating flat slide, Fig. 4 a Longitudinal section in the plane -, r - i7 according to Fig. 5 through the upper cylinder cover and the upper flat slide in the inflow and outflow position, Fig. 5 shows a cross section in the y-y plane according to Figure 4 through the upper flat slide in the same position, Fig. 6 a view: the upper flat slide in pressure equalization position from below on the slide sliding surface.

Die umlaufenden Flachschieber a und a1 (Abb. i), die durch eine Spindel b verbunden sind, -werden über eine Zwischenspindel c mittels Kegel- oder Schraubenräder von der Kurbelwelle d angetrieben. Die beiden völlig gleichen Flachschieber weisen ebenso wie jeder hin und her gehende Schieber einen Eintrittskanal e, einen Austrittskanal i und einen Druckausgleichkanal1 auf. Die Anordnung dieser Kanäle geht aus Abb. 5 hervor. Die Mündungen der drei Kanäle in der Gleitfläche des Schiebers sind aus Abb. 6 ersichtlich.The rotating flat slides a and a1 (Fig. I), which are connected by a spindle b, are driven by the crankshaft d via an intermediate spindle c by means of bevel or helical gears. The two completely identical flat slides, like each sliding slide, have an inlet channel e, an outlet channel i and a pressure equalization channel 1. The arrangement of these channels is shown in Fig. 5. The openings of the three channels in the sliding surface of the slide can be seen in Fig. 6.

Bei der in Abb. i und 4 gezeichneten Stellung steht der Raure hl über dem Kolben ml durch den Einströmkanal e und den Verbindungskanal f (Abb. 2) mit dem zu evakuierenden Gefäß in Verbindung, während der Austrittskanal i dieses Schiebers den Raum Ir' über dem Kolben m durch die öffnung g2 im oberen Zylinderdeckel und den Kanal h (Abb. 2) im Gehäuse mit der atmosphärischen Luft verbindet. Um die Maschine zu entlasten, ist über dem Austrittskanal i in bekannter Weise eine Rückschlagklappe x angeordnet, die ein Zurückströmen der Luft in die Zylinderräume verhindert.In the position shown in Figs. I and 4, the surface hl above the piston ml is connected to the vessel to be evacuated through the inflow channel e and the connecting channel f (Fig. 2), while the outlet channel i of this slide projects over the space Ir ' connects the piston m through the opening g2 in the upper cylinder cover and the channel h (Fig. 2) in the housing with the atmospheric air. In order to relieve the machine, a non-return valve x is arranged in a known manner above the outlet channel i, which prevents the air from flowing back into the cylinder spaces.

Nachdem die beiden Kolben ihre Totpunktstellung erreicht haben (Abb. 3) und den neuen Hub beginnen, treten die beiden Ausgangsöffnungen des Druckausgleichkanals 1 und 11 in den Schiebern a und a1 über die Durchtrittsöffnungen g1, g2, g3, g4 in den beiden Zylinderdeckeln s und s1, von denen -der Deckel 5 die beiden Zylinder oben abschließt, der Dekkel s', welcher die beiden Stopfbüchsen t und t' für die Kolbenstangen o und o' trägt, den unteren Zylinderabschluß bildet. Es kann nun die restliche Luftmenge in den schädlichen Räumen bei lag und h3 sich nach den Zylinderräumen h1 bzw. h4 ausgleichen.After the two pistons have reached their dead center position (Fig. 3) and start the new stroke, the two outlet openings of the pressure equalization duct enter 1 and 11 in the slides a and a1 via the passage openings g1, g2, g3, g4 in the two cylinder covers s and s1, of which -the cover 5 the two cylinders closes at the top, the cover s', which the two stuffing boxes t and t 'for the piston rods o and o', forms the lower cylinder closure. The remaining amount of air in the harmful rooms can now lie and h3 itself equalize according to the cylinder chambers h1 and h4.

Da die beiden Zylinder so nahe aneinandergerückt sind, daß der geringste Abstand An der beiden Zylinderlaufflächen kleiner ist als der Durchmesser D= des Kreises, auf dem die Innenkanten der Schieberöffnungen e, i, L liegen, können in den Totpunktstellungen der beiden Kolben die Paßstücke ra'- und ?a3 in die Verbindungskanäle g= und g3 eintreten und diese nahezu vollständig ausfüllen. Der verbleibende Zwischenraum zwischen Paßstück und Wandung des geradlinigen parallelachsigen Verbindungskanales ist so gering, daß es praktisch gleichgültig ist, wie groß der Querschnitt dieses Verbindungskanals gehalten wird.Since the two cylinders are moved so close to each other that the smallest distance An between the two cylinder surfaces is smaller than the diameter D = of the circle on which the inner edges of the slide openings e, i, L lie, the fitting pieces ra can in the dead center positions of the two pistons '- and? a3 enter the connecting channels g = and g3 and fill them almost completely. The remaining space between the fitting and the wall of the straight parallel-axis connecting channel is so small that it is practically indifferent how large the cross-section of this connecting channel is kept.

Demzufolge ist bei reichlicher Bemessung der Verbindungskanäle der Reibungswiderstand des hindurchströmenden Gases gering, was sich auf den volumetrischen Wirkungsgrad günstig auswirkt und den Kraftbedarf der Maschine herabsetzt.Accordingly, if the connection channels are sufficiently dimensioned, the Frictional resistance of the gas flowing through is low, which affects the volumetric Efficiency has a beneficial effect and reduces the power requirement of the machine.

Die mit der nahezu vollständigen Ausfüllung der Verbindungskanäle erreichte Verringerung des schädlichen Raumes auf ein Mindestmaß verringert .die während der Totpunktstellungen der Kolben auszugleichende Luftmenge, was eine Erhöhung des erreichbaren Vakuums zur Folge hat. Außerdem wird derwährend des Druckausgleichs zurückzulegende Weg der Kolben klein gehalten werden können, wodurch der Beginn der Ansaugperiode früher gelegt werden kann, was ebenfalls den volumetrischen Wirkungsgrad günstig beeinflußt.The one with the almost complete filling of the connecting channels achieved reduction in harmful space to a minimum. die air volume to be compensated during the dead center positions of the pistons, which is an increase the achievable vacuum. In addition, the during the pressure equalization The distance to be covered by the piston can be kept small, thereby starting the process the intake period can be set earlier, which also reduces the volumetric efficiency favorably influenced.

Nach Beendigung des angedeuteten Kolbenhubes haben sich auch die beiden umlaufenden Flachschieber ca und al um i8o° gedreht, so daß nunmehr der Einströmkanal e über der Zylinderdeckelöffnung g° steht. Der untere Schieber al nimmt gleichzeitig eine solche Stellung ein, daß der Einströmkanal el unter g3 und der Ausströmkanal il unter g4 liegt. Die Druckausgleichstellung für beide Schieber ist in Abb. 3 dargestellt. Dort verbindet der Druckausgleichkanall im oberen Schieber a den Zylinderraum hl mit h2 und der D ruckausgleichkanal h im unteren Schieber d die Räume h3 und 1t4.After completion of the indicated piston stroke, the two have also rotating flat slide ca and al rotated by i8o °, so that now the inflow channel e is above the cylinder cover opening g °. The lower slide al takes at the same time such a position that the inflow channel el below g3 and the outflow channel il is under g4. The pressure equalization for both slides is shown in Fig. 3. There the pressure equalization channel in the upper slide a connects the cylinder space hl with h2 and the pressure compensation channel h in the lower slide d, rooms h3 and 1t4.

Um ein sicheres Anliegen nicht nur des oberen Schiebers a, sondern auch des unteren Schiebers al auch bei Inbetriebsetzung der Maschine zu gewährleisten, solange also ein Unterdruck noch nicht vorhanden ist, wird zweckmäßigerweise der untere Schieber mit der Schieberspindel b nicht nur unverdrehbar, sondern auch unverschiebbar verbunden. Der obere Schieber ist durch eine Keilführung unverdrehbar, aber in Spindelrichtung verschiebbar mit der Spindel b verbunden. Die Spindel b trägt an ihrem unteren Ende einen Bund w, auf welchen von unten die in dem Gehäuse v untergebrachte Druckfeder u drückt und somit die Spindel b und den Schieber al so weit anhebt, daß die Gleitfläche dieses Schiebers leicht auf ihren Schieberspiegel gedrückt wird.In order to ensure a secure fit not only of the upper slide a, but also of the lower slide al when the machine is started, i.e. as long as there is no negative pressure, the lower slide with the slide spindle b is expediently not only non-rotatable, but also immovable tied together. The upper slide is non-rotatable by a wedge guide, but is connected to the spindle b so that it can be moved in the direction of the spindle. The spindle b carries a collar w at its lower end, on which the compression spring u housed in the housing v presses from below and thus raises the spindle b and the slide al so far that the sliding surface of this slide is pressed slightly onto its slide mirror.

Der Antrieb der beiden Kolben m und yral erfolgt in der üblichen Weise über die Kolbenstangen o, ol, welche mittels der Flanschen p und pl mit den Kreuzköpfen q und ql verbunden sind, die ihren Antrieb von .der Kurbelwelle d über die Pleuelstangen r und rl erhalten.The two pistons m and yral are driven in the usual way via the piston rods o, ol, which are connected to the crossheads q and ql by means of the flanges p and pl, which are driven by the crankshaft d via the connecting rods r and rl obtain.

Um eine sichere Lage der beiden für die beiden Zylinder gemeinsamen Zylinderdeckels und s' zu erreichen, kann konzentrisch zur Schieberspindel b je ein Ring z bzw. z' als Verbindung zwischen Zylinderkörper den Zylinderdeckel eingeschaltet werden.In order to achieve a secure position of the two cylinder covers and s ', which are common to the two cylinders, a ring z or z' can be switched on concentrically to the valve spindle b as a connection between the cylinder body and the cylinder cover.

Wenn sich auch die geschilderten Vorteile des Erfindungsgegenstandes bei doppelt wirkenden Zwillingspumpen nur erreichen lassen bei Verwendung von rotierenden Flachschiebern, so kann es in besonderen Fällen namentlich bei einfach wirkenden Zwillingspumpen zweckmäßig sein, den dann nur erforderlichen einen Schieber, welcher die beiden Arbeitskammern der Zylinder miteinander verbindet, als hin und her gehenden Flachschieber mit Druckausgleichkanal auszubilden. Die Ansaugöffnung kann dabei ebenso wie in dem Ausführungsbeispiel im Zylinderdeckel zwischen den beiden Zylindern liegen, die dann infolge des Fehlens der bei dem Drehschieber zwischen den Zylindern liegenden Schi-eberspindel näher zusammengerückt werden können. Der Antrieb könnte in einfachster Weise durch eine zu den Kolbenstangen parallel laufendeWelle erfolgen, die in der Höhe des Schiebers eine Kurbel trägt, welche .durch eine Kurbelstange mit dein Schieber verbunden ist und die hin und her gehende Bewegung vermittelt.Even if the described advantages of the subject of the invention with double-acting twin pumps can only be achieved when using rotating pumps Flat slides, so it can in special cases especially with single-acting Twin pumps are useful, the only required one slide, which connecting the two working chambers of the cylinder, as going back and forth To train flat slide with pressure equalization channel. The suction opening can just like in the embodiment in the cylinder cover between the two cylinders are then due to the lack of the rotary valve between the cylinders lying slide spindle can be moved closer together. The drive could can be done in the simplest way by a shaft running parallel to the piston rods, which carries a crank at the height of the slide, which .by a connecting rod connected to your slider and conveying the back and forth movement.

Claims

PATENT CLAIM: Double-acting twin vacuum pump with two parallel cylinders and control by two flat slides arranged on the cylinder end faces, common for both cylinders, rotating at uniform speed, characterized in that the rotating flat slides (a, al) each have a pressure equalization channel (l, h ) are provided and that the diameter (D =) of the circle on which the inner edges of the slide channel openings (e, i, l) lie, is greater than the smallest distance (Am) between the two cylinder surfaces, in a manner known per se on the Piston end faces fitting pieces (sa ', zag, n3, n4) to fill the connecting channels (g1, g2, ga, g4) are provided in the cylinder covers during the piston dead positions.